Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний авіаційний університет
Желіба Альберт Миколайович
УДК 629.735.064.3:621.928 /045/
ВІДНОВЛЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ФІЛЬТРІВ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ СИСТЕМ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
МЕТОДОМ ДЕСОРБЦІЇ ГАЗУ З МИЮЧОЇ РІДИНИ
05.22.20 –експлуатація і ремонт транспортних засобів
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ 2003
Дисертацією є рукопис
Роботу виконано у Національному авіаційному університеті.
Науковий керівник: кандидат технічних наук
Гаража Валентин Васильович,
професор кафедри конструкції літальних апаратів НАУ
Офіційні опоненти: доктор технічних наук
Щепетов Віталій Володимирович,
професор, завідувач кафедрою технології аеропортів та енергоресурсів НАУ.
кандидат технічних наук
Вернигора Володимир Олександрович,
провідний науковий співробітник НДІ
будівельного виробництва.
Провідна організація - АНТК ім. О. К. Антонова Міністерства промислової політики
Захист відбудеться “ 16 ” квітня 2003 року о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради ___Д 26.062.03___________________________ в Національному авіаційному університеті.
Адреса: 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова, 1.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного авіаційного університету (03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова,1).
Автореферат розіслано 14.03.2003 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
доктор технічних наук Запорожець О. І.
1
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми
Використання робочої рідини необхідного рівня чистоти у функціональних системах повітряних суден (ПС) підвищує ресурс, надійність і безпеку польотів повітряного транспорту, зменшує простої авіаційної техніки. Погіршення експлуатаційних властивостей робочих рідин, обумовлене наявністю забруднень, викликає підвищений знос деталей, відмовлення в роботі вузлів і агрегатів, порушення працездатності функціональних систем. Велика частина відмов ВР (50...60%) припадає на паливні, масляні і гідравлічні системи. Недостатнє очищення робочих рідин викликає 10% відмов у роботі паливних систем і 40% у гідравлічних.
Аналіз літератури показав, що до 90% відмов від загального числа припадає на гідравлічні системи. Використання гідравлічних і моторних олій з недостатнім ступенем чистоти призводить до значного зростання ремонтних і експлуатаційних витрат авіапідприємств. Ці витрати можуть перевищити початкову вартість авіатехніки і призвести до збитків, які обчислюються мільйонами гривень. Проблеми охорони навколишнього середовища і заощадження паливно-енергетичних ресурсів так само зв'язані з забезпеченням чистоти робочих рідин.
Для очищення робочих рідин функціональних систем ПС, технологічних стендів в авіаційній промисловості і на підприємствах ЦА найбільш широко використовуються механічні фільтри зі спеціального паперу металевих сіток і різних пористих матеріалів. Зі збільшенням тонкості фільтрації вартість фільтраційного матеріалу значно збільшується. Якщо вартість м нікелевої сітки саржевого плетива, що забезпечує тонкість фільтрації 12...1…1б мкм, складає близько 350 гривень, то вартість м пористого матеріалу ФНС-5 при тонкості фільтрації 5 мкм у 15 разів дорожче.
Аналіз статистичних даних експлуатаційного забруднення фільтроелементів в умовах виробництва, експлуатації і ремонту ВР показує, що за час їхнього наробітку на повітряному судні до 50 годин рівень забруднення фільтроелементів може збільшуватися в 3,75 разів.
При цьому тонкість фільтрації фільтрів впливає на рівень перевищення забруднення фільтроелементів при рівному часі їхнього наробітку.
Так, при тонкості фільтрації в гідросистемах 5-7 мкм перевищення нормованого рівня досягає 2.9 разів, а при 12-16 мкм., у 3.1-3.75 разів. У паливних системах при тонкості фільтрації 12-16 мкм рівень перевищення досягає 2.5 разів.
Це викликає необхідність робити часту заміну фільтруючих елементів з метою підтримки заданого рівня чистоти робочих рідин.
За літературними даними, авіаційні підприємства несуть великі витрати на забезпечення фільтрації робочих рідин. Аналіз розподілу річних витрат на фільтрацію робочих рідин стосовно літакобудівного заводу показує, що з загальних витрат (100 %), витрати на змінні фільтри (у кількості 1200 шт.), складають 45 %, витрати на змінні фільтропакети і фільтри, що підлягають відновленню (2840 шт.), відповідно 26 %. Витрати на оборотний запас змінних технологічних фільтрів, витрати на ультразвукову регенерацію забруднених фільтрів і компенсацію фільтроелементів, що виходять з ладу, відповідно дорівнюють 12 %, 14 % і 3%.
2
У такий спосіб сумарні витрати на відновлення фільтроелементів складають більш 50% від загальних витрат на фільтрацію.
Обсяг наукових досліджень в області розробок нових і удосконалювання наявних засобів регенерації фільтрів досить великий. Однак, у силу властивих кожному з розроблених засобів і методів недоліків, проблема регенерації і здійснення контролю забруднення фільтрів функціональних і технологічних систем не вирішена остаточно і залишається актуальною у виробництві, експлуатації і ремонті ПС.
Аналіз літератури з даної проблеми показав, що підвищення ефективності регенерації фільтрів можна чекати при використанні десорбції газу з миючої рідини, а зменшити витрати на заміну фільтроелементів застосуванням засобів контролю, що забезпечують кількісну оцінку ступеня чистоти фільтроелементів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами
Дисертаційна робота виконана відповідно до держбюджетної теми Забезпечення надійності і ресурсу конструкції і рідинних систем ПС у процесі експлуатації, № 6-ДО97 за планами кафедральних НДР Національного авіаційного університету.
Мета і завдання дослідження
Мета роботи - розробка і дослідження методу регенерації десорбцією газу з миючої рідини і засобів контролю технічного стану механічних фільтрів після регенерації й у процесі експлуатації рідинних систем ПС.
Для реалізації мети роботи були поставлені такі завдання:
- Розробити устаткування і методики для дослідження впливу різних факторів на ефективність регенерації фільтроелементів методом десорбції газу з миючої рідини.
- Розробити устаткування і методики для здійснення кількісної оцінки ступеня забруднення фільтроелементів.
- Досліджувати процес регенерації фільтроелементів при десорбції газу з миючої рідини
- Виконати математичне моделювання процесу регенерації фільтроелементів і оптимізацію факторів експлуатаційних властивостей фільтрів, що впливають на ефективність відновлення, функціональних систем літальних апаратів.
- Виконати аналіз впливу керуючих параметрів на ефективність відновлення експлуатаційних властивостей фільтрів функціональних систем літальних апаратів.
- Провести промислові випробування розробленого методу і засобів контролю чистоти фільтрів в умовах ремонту й експлуатації авіаційної техніки.
Об’єкт дослідження.
Процес забезпечення чистоти робочих рідин функціональних систем повітряних суден, що забезпечує безвідмовну експлуатацію та зростання рівня безпеки польотів.
3
Предмет дослідження - процес регенерації фільтроматкріалів, контроль технічного стану фільтроелементів та фактори, що впливають на ефективність процесу регенерації.
Методи досліджень.
У дисертаційній роботі використані аналітичні методи, засновані на експериментальних дослідженнях, що базуються на вивченні робочих рідин, абсорбованих газів та фільтроматеріалів авіаційних фільтрів.
Наукова новизна одержаних результатів
Уперше для регенерації фільтруючих елементів функціональних і технологічних систем розроблено новий метод, в основу якого покладено явище десорбції газу з миючої рідини.
Розроблено пристрій контролю технічного стану й ефективності очищення, робота якого ґрунтується на порівнянні результатів проливок контрольованого й еталонного фільтроелементів.
Визначено спрямованість і ступінь впливу керуючих параметрів на ефективність процесу регенерації.
Математичне моделювання роботи установки для регенерації фільтраційного матеріалу методом десорбції газу з миючої рідини дозволило визначити область оптимальних значень керуючих параметрів для досягнення найбільшої ефективності регенерації.
Аналіз результатів експериментальних досліджень дозволив одержати рекомендації щодо вибору оптимальних значень керуючих параметрів для практичної реалізації при регенерації фільтруючих елементів в умовах ремонту й експлуатації ПС.
Реалізація методу й установки для регенерації фільтроелементів на ремонтних і експлуатаційних підприємствах показала:
даний метод не вимагає великих енерговитрат;
можливість відновлення експлуатаційних властивостей фільтрів як поелементно, так і без розбирання фільтропакетів;
невисоку вартість устаткування і можливість виготовлення установки на базі експлуатаційних і ремонтних підприємств ЦА.
розроблений пристрій для контролю технічного стану дозволяє виконувати кількісну оцінку ступеня чистоти фільтроелементів існуючих типорозмірів і виготовлених з різних фільтруючих матеріалів.
практичне використання пристрою контролю технічного стану й ефективного методу регенерації фільтрів в умовах експлуатації і ремонту авіаційної техніки (АТ) обумовлює можливість поелементного контролю фільтроелементів з фільтропакета, що знижує експлуатаційні витрати і дає можливість визначати ступінь чистоти як поелементно, так і фільтропакета.
4
отримана математична модель дозволяє здійснювати вибір оптимальних сполучень керуючих параметрів установки і режимів регенерації фільтрів залежно від типу і матеріалу фільтроелементів.
Реалізація одержаних науково – технічних результатів роботи
Результати наукових досліджень пройшли апробацію на авіаційному ремонтному заводі № 410 ЦА м. Києва, у Хабаровському об'єднаному авіазагоні і військовій частині 64549А.
Очікуваний економічний ефект за розрахунками фахівців АРЗ № 410 ЦА від впровадження установки регенерації і пристрою контролю технічного стану й ефективності регенерації фільтроелементів складе 61676 гривень у рік.
Особистий внесок здобувача
Дисертаційна робота є результатом самостійних досліджень. У роботах, виконаних у співавторстві особисто автором побудовано математичну модель 1, проаналізовано результати дослідів 2, розроблена конструкція та методики 3,4,5,6,7, побудована номограма 8, винайдено спосіб очистки 10 та розроблено пристрої 9,11,12.
Апробація результатів дисертації
Результати дисертаційної роботи обговорювалися на:
VII всесоюзній науково - технічній конференції "Експлуатаційні властивості авіаційних палив, мастильних матеріалів і спеціальних рідин. Питання авіаційної хіммотології" Київ, КИИГА, 1989 р.;
всесоюзній конференції "Забезпечення і контроль промислової чистоти" Саратов, 1989 р.;
міжнародній науково - технічній конференції “АВИА-2002”, Київ 2002 р.
науково – технічних конференціях професорко-викладацького складу КМУЦА, Київ 1989-1997 р.;
Публікації
За темою дисертації опубліковано 12 робіт, з них у фахових виданнях 6.
Структура й обсяг роботи
Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків і додатків.
Загальний обсяг 192 сторінки, із них 127 сторінок машинописного тексту, 42 сторінки ілюстративного матеріалу, 8 сторінок додатків. Бібліографія - 164 найменувань на 13 сторінках.
Зміст дисертаційної роботи
У вступі обґрунтовано актуальність проблеми очищення робочих рідин функціональних авіаційних систем від забруднень, а також розробки нових технологій, пристроїв і методів для високоефективної регенерації і контролю технічного стану механічних фільтрів рідинних систем. Дано характеристику існуючих засобів методів регенерації і контролю. Показано, що одним з варіантів підвищення ефективності регенерації фільтрів може бути використана десорбція газу з миючої рідини..
5